Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 73
Текст из файла (страница 73)
рРНК имен>т наибольшую молекулярную массу среди всех видов нуклеиновых кислот. Вирусы представляю~ собой комплексы, содержащие молекулу нуклеиновой кислоты и болыпое число белковых молекул, образующих определенную трехмер. ную структуру. Вирусы растений содержат РНК, вирусы животных могут содержать либо ДНК, либо РНК. Хорошо изучен вирус растительного происхождения — вирус табачной мозаики, вызывающий заболевание листьев табака.
Молекулярная масса вируса около 50 млн, общий состав — 94 — 95% белка и 5 — 6% РНК. Пространственная структура вируса представляет собой цепь РНК, окруженную расположенными в определенном порядке полипептидными цепями Вирусы животных несколько крупнее, чем вирусы растений.
Наиболее полип изучены вирусы бактерий (бактериофаги). )З.З. НУКЛЕОЗИДПОЛИФОСФАТЫ. ННКОТИНАМИДНУКЛЕОТИДЫ Нуклеотиды имеют большое значение не только как строительный материал для нуклеиновых кислот. Они участвуют в биохимических процессах, и особенно важны в роли коферментов, т. е.
веществ, тесно свнзанных с ферментами н необходимых для проявления ферментативной активности. Нуклеозидполнфосфаты. Во всех тканях организма в свободном состоянии содержатся моно-, ди- н трифосфаты нуклеозидов. Особенно широко известны аденинсодержашие нуклеотиды— аденозин-б'-фосфат (АМР), аденозин-5'-дифосфат (АОР) и аденозин-б'-трифосфат (АТР) (для этих соединений, наряду с приведенными сокращенными обозначениями латинскими буквами, в отечественной литературе используют сокращения соответствующих русских названий — АМФ, АДФ, АТФ). В ряде биохимических реакций участвуют такие нуклеотиды, как гуанозинтрифосват ((лТР), уридинтрифосфат (ОТР), цитидннтрифосфат (СТР). Их дифосфатные формы обозначаются соответственно СзОР, ()РР и СОР. Нуклеотиды, фосфорилированные в разной степени, способны к взанмопреврашениям путем наращивания илн отшеплення фосфатных групп.
Дифосфатная группа содержит одну, а трифосфатная — две ангидридные связи, называемые макроэргическими, поскольку они обладают большим запасом энергии. Необходимые для образования такой связи энергетические затраты покрываются за счет энергии, выделяющейся в процессе метаболизма углеводов. При расщеплении макроэргической связи Р О (обозначаемой волнистой линией) выделяется — 32 КДж/ моль. С этим связана важнейшая роль АТФ как «поставщика» энергии во всех живых клетках. 446 (!3 схеме взаимопреврашеннй формулы АМФ, АДФ и АТФ ветствуют неионизированному состоянию молекул этих соеЙений. Поскольку в физиологических условиях при рН 7 фатные группы находятся почти в полностью ионизнрованном тоянни, то в биохимической литературе эти и любые другие еотиды записываются соответственно в виде анноиов.
О О НзР04 — НзРО „ ОН ОН ОН ОН Аденоаиидифосфат АДФ НО Аденоанитрифосфат АТФ Нуклеозидполнфосфаты в биохимических процессах. С участием АТФ и АДФ в организме осуществляется важнейший биохимический процесс — перенос фосфатных групп. Многочисленные реакции фосфорилирования можно разделить на две группы: к одной относят- реакции, ведущие к образованию сложноэфнрной связи; к угой — реакции, ведущие к образованию ангидридной связи. О --С вЂ” !Π— Р— ОН АИ4ИЛРИД Сложный зфир Образование сложных эфиров (фосфатов) — типичная реактйия в метаболизме углеводов. Например, все стадии глнколнза 4(превращения глюкозы в пнруват) осуществляются с соедине, иями только в фосфатной форме.
Получение фосфатов гид- Адеиоаиимонофосфат АЫФ О О О О О вЂ” С вЂ” а-Р— ОН ) ОН Глутанат роксилсодержащих соединений можно представить в виде общей схемы. О 1! КОН + АТФ . КΠ— Р— ОН + АДФ 1 ОН г С И ООС вЂ” СНСНзСНзС вЂ” С 1 Мнз С С и и АТФ вЂ” ООС-СнснзСНзС С Р С АДФ 1 ! Чона С у лвазил ал ата а С 11 С-Р-О 1 С О О ОН + Π— Р— Π— Р— Π— Р— О 1 О О О Глут анни Атф О-талантолираназа НОСНз НΠΠ— ОР— О 1 О О О 11 11 Π— Р— Π— Р— О— -О 4 ОН АТФ Аци лат О О 11 11 -Π— Р— Π— Р— О ! О О уут й Й О О 11 11 — НС вЂ” Π— Р— О 1 О Дивоазат.нан Ациладвннлат 1т !! , 1у 451 450 Так, галактоза, образующаяся при расщеплении лактозы, на начальной стадии метаболического превращения а глюкозу взаимодействует с АТФ (в присутствии фермента галактокиназы) с образованием монофосфата.
НОСНз .1-Фаарат О-таланталнранозн АДФ Н Аналогичные реакции рассмотрены ранее на примере получения 6-фосфата Р-глюкозы (см. 12.1.5), !,б-дифосфата Р-фруктозы (см. 12.!.5), 1- и 3-фосфатов глицерина (см. З.З). Перевод карбоксилсодержащих соединений в ангидридную форму составляет химическую основу активации жирных кислот, аминокислот, желчных кислот, необходимой для участия их в последующих превращениях. При этом в состав образующихся ангидридов со стороны АТФ может входить либо остаток фосфорной кислоты (ацилфосфаты), либо остаток АМФ (замещеииые ацилфосфаты — ациладенилаты) .
Например, при получении глутамина, играющего важную роль в обмене азота в организме, одной из промежуточных стадий является образование а ц и л ф о с ф а т а. Непосредственное взаимодействие глутамиипвой кислоты с аммиаком не происходит из-за слабой электрофильности атома углерода карбоксильиой группы. Однако эта реакция может быть осуществлена в организме с участием АТФ (в присутствии фермента глутаминеингетазы). Глутаминовая кислота при этом образует ангидрид с остатком фосфорнМ кислоты и таким образом становится более активной в последующей стадии ацилирования аммиака. 11 11 С !1 ОСС вЂ” СНСНзСНзС-С-Р-О + МНз — ~ ССС-СНСНзСНзСМНз 1 1 1 'МНз С +МНз В организме процесс активации карбок«илсодержащих соединений осуществляется также за счет образования а ц н л а ден и л а т о в — смешанных ангидридов карбоновых кислот и АТФ.
Например, активация жирных кислот в процессе их й-окис- ления (см. !4.1 4) заключается в образовании ими тиоэфиров , (см. 7.3.2). Суммарно этот процесс можно представить в следующем виде. О О НСОО + АТФ + КоА5Н вл"'"'. КСΠ— ЗкоА + АМФ + -0 — Р— Π— Р— О 1 О 0 Процесс протекает через промежуточное образование ациладенилата за счет взаимодействия жирной кислоты с АТФ. НС + Π— Р— Π— Р— Π— Р— ОС О 1 1 О О О Примером фундаментального процесса жизнедеятельности, в котором происходит образование ациладенилатов, служит биосинтез белка.
Сначала а-аминокислота, участвующая в синтезе 'белка, подвергается активации с помощью АТФ. о о о й й й -О-! — О-Р— О-Р-О ! -О -О -О н н СОННз 1 ! о о Н 1! НО Снзо — Р— Π— Р— ОСН н('.у нО 0 ф ННз-СН-СОО 1 й ОН ОН дтф а .Аннноннслота ННз — СН С вЂ” Π— Р О— ! й О О Ангпдрндная группа НО Ой О О !! й О-Р-О- Р -О ! ! О О ОН ОН Нго — Р— Π— Р— ОСНй Л Н НО Ой 452 453 Аннноацнпаденнлат Активированная таким образом а-аминокислота далее взаимодействует с соответствующей ей тРНК. Химическая основа этого взаимодействия состоит в ацилировании 3'-ОН-группы остатка адениловой кислоты, находящегося на 3'-конце тРНК. тРНК транспортирует связанную с ней а-аминокислоту в рибосому, т. е.
к месту систеза белка. Никотинамиднуклеотиды. Наиболее важными представителями этой группы соединений являются никотинамидадениндииуклеотид (МАР, или в русской литературе НАД) и его фосфат (МА(лР, или НАДФ). Эти соединения выполняют важную роль кофермеитов большого числа ферментов дегидрогеназ и, следовательно, являются участниками окислительно-восстановительных реакций. В соответствии с этим они могут существовать как в окисленной (НАД+, НАДФ+), так и восстановленной (НАДН, НАДФН) формах. !! Аделин й=Н Нннотннанндаданнндннунлаотнд (НАД+1 й Розит Нинотннанндадвннндннунлаотндфосфат (НАДФ+] й=Н Нннотннанндадвннндннунлеотнд (НАДН( й=РОэНз Нннотннанндадвннндннунлаотндфосфат (НАДФН( Структурным фрагментом НАД+ и НАДФт является никотинамидный остаток в виде пиридиииевого катиона.
В составе ' НАДН и НАДФН этот фрагмент превращается в остаток замешенного 1,4-дигидропиридина. В ходе биологического дегидрирования, являющегося особым "случаем окисления (см. 8.!.), субстрат теряет два атома водорода, т. е. два протона и два электрона (2Н+, 2е) или протон и гидрид; ион (НФ и Н ). Кофермент НАД+ обычно рассматривается как . акцептор гидрид-иона Н (хотя окончательно не установлено, ; происходит ли перенос атома водорода к этому коферменту одно,' временно с переносом электрона или эти процессы протекают ' раздельно).
В результате восстановления за счет присоединения ' гидрид-иоиа НАД' пиридиниевое кольцо переходит в 1,4-дигидропиридиновый фрагмент. Данный процесс обратим. Н Н СОКН, Ферме т ОКНУ Н вЂ” Субстрат — Н Восстп сплппплл 1Ч онпсппп лп й фсрчл й форма нАД' нддн В реакции окисления ароматический пиридиниевый цикл переходит в иеаро, матический 1,4-дигидрапирндиновый цикл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
